일본은 오랜 기간 축적한 우주공학 기술을 바탕으로, 1970년 첫 위성을 쏘아 올린 이래 많은 위 성을 운용하고 있다. 초기에는 통신 위성과 기상 위성이 주를 이루었고 2000년대 들어 군사, 국 토감시, 우주실험 등으로 운용 목적이 다양화되었다. 이에 일본정부는 우주전략 및 운용체계를 관리하고 주무부처의 역할을 명확히 하기 위해 2008년 ‘우주기본법’을 제정하고, 동법에 따라 우주기본계획을 수립하여 위성 및 우주개발 정책을 추진하고 있다(内閣府 2008).
문부과학성 등 여러 부처가 우주 관련 사업을 진행하는데, 국토교통성의 경우 크게 기상, 측 위 관련 기술 개발 업무를 맡아 위성을 활용한 관측과 연구를 지원하고 있다(国土交通省 2015).
특히 최근에는 공간정보기술 분야에서의 수요 증가와 안보환경 악화, 자연재해 증가로 측위 업 무의 역할이 막중해졌다. 이 임무를 이끄는 대표적 체계가 ‘미치비키’와 ‘다이치’다.
국토 정밀화를 위한 미치비키 위성 체계
초고령화와 노동력 부족 심화에 대응하는 국토 정책과 맞물려, 국토교통성은 자율주행차량이나 드론 등 스마트 ICT 기술 활용 방안을 강구해왔고, 기술 구현을 위한 고정밀 측위 시스템을 요 구하는 목소리가 민 · 관을 불문하고 지속적으로 제기되어 왔다. 뿐만 아니라 대외 안보 상황의 긴장이 이어지면서 중국 바이두(Beidu) 위성시스템에 대응하고, 안티재밍(anti-jamming) 기능 을 가지는 독자 측위 위성이 필요해졌다. 아울러 2011년 동일본대지진과 2018년 홋카이도대지
<그림 1> 미치비키 위성(좌)과 운용 궤도(우)
자료: https://qzss.go.jp/en/overview/downloads/index.html (2020년 8월 10일 검색).
제467호 2020 September
진 등 대규모 재난의 빈번한 발생으로 비상 위성 통신 시스템을 새로 구축할 필요가 제기되었다(内 閣府 2020a).
이러한 배경에서 ‘미치비키 준천정위성시스템(みちびき, QZSS)’이라는 독자적인 위성 체계가 도 입되었다. 미치비키 위성은 정지 궤도와 유사한 고위각 준천정(Quasi-Zenith) 궤도를 이동하므로, 지형지물이 많아 수신 환경이 불량한 도시나 산간 오지 지방에서도 활용이 가능하고 전리층 영향도 적게 받는 특징을 가진다. 미치비키 체계는 측위 기능만 있는 일반적인 GNSS 항행 위성과 달리 통 신과 방송 기능도 가지고 있다. GPS와 GLONASS 등 기존 위성망을 보완하는 고정밀 측위 기능 을 통해 자율주행시스템이나 자동농업시스템, 자동비행시스템 등의 운용을 가능하게 한다. 기존 의 다른 위성이 맡던 SBAS(위성항법보강시스템) 기능을 이관 받아 항공기 안전 등 교통 분야에도 기여하고 있다. 또한 재난 발생 시 관측데이터를 긴급 송신하여 기상청이나 관련 기관에 전파한 다. 반대로, 재해로 인한 이동통신망이 마비되더라도 ‘위성 안부확인 서비스(Q-ANPI)’를 통해 이 용자들의 상황을 알릴 수 있다.
일본정부는 현재까지 4대의 미치비키 위성을 발사하여 운용 중이며 2023년까지 3대를 더 쏘아 올려 총 7대 체제로 운용할 예정이다(内閣府 2020b). 배치가 완료되면 최소 한 대 이상은 상시 일 본 상공에 위치하므로 끊김없는 서비스가 가능해진다.
국토 감시와 재해대응을 위한 다이치 위성
일본정부는 도시와 식생 등 국토 환경 변화를 모니터링하고, 지진과 해일 등 대규모 자연재해가 발 생했을 때 피해 상황을 신속하게 확인하고 대응하고자 국토 관측 위성인 ‘다이치 육상관측기술위성 (だいち, ALOS)’을 운용하고 있다. 2006년에 1호 위성이 처음 발사되어 국토지형도와 재해예측지 도 제작에 활용되었고, 2011년에는 동일본대지진과 나라현 홍수피해 분석에서 그 진가를 발휘하면 서 후속 위성개발로 이어졌다(JAXA 2014).
<그림 2> 다이치 2호 위성(좌)과 2017년 도미니카 홍수 피해 관측 영상(가운데, 우)
자료: https://www.eorc.jaxa.jp/ALOS-2/en/img_up/dis_pal2_us-hurricane_20170912.htm (2020년 8월 12일 검색).
글로벌정보글로벌정보
현재는 2014년 5월 발사된 2호(ALOS-2) 위성이 운용되고 있다. 광학 센서도 탑재되 었던 1호와 달리 2호는 L밴드 대역 마이크로파 센서만 탑재하여 PARSAR-2 합성 개구 레이 더(SAR)로 전천후 SAR 영상 취득이 가능하다. 이를 통해 지형지물을 관측하고 자세한 지형 도를 제작할 수 있다. 홍수와 범람, 산사태, 빙하 이동 등을 파악하거나, InSAR 영상을 통해 지진이나 화산으로 인한 미세지표 변위를 관측할 수 있어 재난 모니터링과 자원 조사 등 다양 한 원격 탐사 분야에 활용되고 있다.
다이치 위성은 미치비키와 달리 태양 동기 궤도를 따라 전 지구의 지표를 관측하기 때문에 일 본뿐 아니라 해외에서 발생한 자연재해를 24시간 내에 관측할 수 있다. 이를 통해 발빠른 재난대 응이 가능하고, 관측된 SAR 데이터는 민간에도 무료로 공개되어 전 세계 연구기관과 기업 등에 서 사용되고 있다. 한편 다이치 2호 후속으로 광학 센서를 탑재한 3호가 제작 중이며, 다이치보다 해상도가 뛰어난 L밴드 SAR시스템이 탑재된 ‘선진 레이더 위성’이 올해 안에 발사될 예정이다.
시사점
국토교통성은 국토지리원과 기상청, 토목연구소, 수자원기구 등 산하기관을 통해 일찌감치 위 성 운용에 적극적이었고, 일본우주항공연구개발기구(JAXA)와도 다양하게 협력해왔다(国土交 通省 2017). 공간정보기술에 바탕을 둔 새로운 방재 정책과 스마트 ICT 지원 정책의 확대는 이 러한 관계 다양화와 위성 활용도를 가속시키고 있으며 문부과학성, 방위성, 농림수산성이 위성 운용에 활발히 관여하고 있다. 최근에는 대학과 민간기업에서 제작한 소형 위성을 발사하거나 탑재기기 및 관련 부품을 개발하는 산학관 협력 사업도 적극적으로 지원하고 있다.
우리나라도 2010년 이후 천리안이나 아리랑 등 통신, 기상 및 지구관측위성 분야에 지원을 확 대하고 있으나, 정부의 높은 관심과 역량을 필요로 하는 실정이다. 다행히 국토관측위성의 경 우 내년에 발사될 예정이지만 독자 측위위성 계획은 예산문제로 발목이 잡혀 있는 상황이다 (머니투데이 2020). 국토의 개발 · 유지 · 관리와 자연재해 예방 · 대응은 물론 온난화 감시와 자주 국방 등 넓은 관점에서 종합 국토 위성의 필요성을 인식하고, 독자 체계 마련에 보다 적 극적으로 나서야 할 것이다. 이러한 관점에서 2021년 발사예정인 국토관측위성 1,2호기에 대 한 기대가 크다고 할 것이다.
[자료: 머니투데이. 2020. ‘GPS 독립’ 韓 독자 위성항법시스템 갖춰질까. https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=202008 1107413981684 (2020년 8월 27일 검색).
内閣府. 2008. 宇宙基本計画. https://www8.cao.go.jp/space/plan/keikaku.html (2020년 8월 10일 검색).
____. 2020a. みちびきの必要性. https://qzss.go.jp/overview/services/sv02_why.html (2020년 8월 10일 검색).
____. 2020b. みちびきとは. https://qzss.go.jp/overview/services/sv01_what.html (2020년 8월 10일 검색).
国土 交通省. 2015. 国土交通省の宇宙政策. https://www.mlit.go.jp/sogoseisaku/safety/sosei_safety_tk2_000015.html (2020년 8월 10일 검색).
____. 2017. https://www.mlit.go.jp/report/press/mizukokudo06_hh_000053.html (2020년 8월 12일 검색).
JAXA. 2014. だいち2号. https://fanfun.jaxa.jp/countdown/daichi2/files/daichi2.pdf (2020년 8월 12일 검색).]
이재용 東京大学 공간정보과학연구센터 박사과정 (lee@csis.u-tokyo.ac.jp)
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